Jenis Dan Sifat Koloid

Istilah koloid pertama kli dikemukakan oleh seorang ilmuan inggris, Thomas Graham, sewaktu mempelajari sifat difusi beberapa larutan melalui membran kertas perkamen. Graham menemukan bahwa larutan natrium klorida mudah berdifusi sedangkan kanji, gelatin, dan putih telur sangat lambat atau sama sekali tidak berdifusi. Zat-zat yang sukar berdifusi tersebut kemudian disebut sebagai koloid.

Perbedaan Larutan, Koloid, dan Suspensi 

Apabila suatu zat dicampurkan dengan zat lain, maka akan terjadi penyebaran secara merata suatu zat ke dalam zat lain yang disebut sistem dispersi. Tahun 1907, Ostwald, mengemukakan istilah sistem dispersi bagi zat yang terdispersi dalam medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat terlarut, sedangkan medium pendispersi adalah zat terlarut. Sebagai contoh peristiwa tepung kanji yang dimasukkan ke dalam air panas. Di sini air berperan sebagai medium pendispersi, sedangkan tepung kanji sebagai zat terdispersi.

Berdasarkan ukuran partikelnya, sistem dispersi dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu larutan, koloid, dan suspensi.

• Larutan adalah sistem dispersi yang ukuran partikel-partikelnya sangat kecil sehingga tidak dapat diamati (dibedakan) antara partikel pendispersi dan parikel terdispersinya, meskipun menggunakan mikroskop ultra. Ukuran zat partikel terdispersi dan medium pendispersinya hampir sama, maka sifat zat pendispersi dalam larutan akan terpengaruh dengan adanya zat terdispersi.
• Koloid adalah campuran heterogen yang keadannya terletak di antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Oleh karena itu, koloid mempunyai dua fase. Partikel-partikel yang berukuran koloid (fase terdispersi) tersebar merata dalam zat lain (medium pendispersi). Diamter partikel koloid lebih besar dari pada parikel larutan, tetapi lebih kecil dari pada partikel suspensi. Partikel koloid dapat menembus pori-pori kertas saring tetapi tidak dapat menembus selaput semipermeabel. Secara mikroskopis, campuran ini tampak homogen, akan tetapi jika diamati dengan mikroskop ultra, ternyata masih dapat dibedakan pertikel-partikel koloid yang tersebar di dalam air.
• Suspensi adalah sistem dispersi dengan ukuran partikel relatif besar tersebar merata dalam medium pendispersinya. Pada umumnya suspensi merupakan campuran heterogen. Contoh peristiwa suspensi adalah pasir yang dicampur dengan air. Apabila pengadukan berhenti, maka pasir akan mengendap akibat gaya gravitasi bumi. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa suspensi tidak stabil. Makin besar ukuran partikel tersuspensi, maka makin cepat pengendapan terjadi.

Perbedaan antara larutan, koloid, dan suspensi secara sistematis dapat dilihat pada tabel beriktu:

Jenis Koloid

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai bahan-bahan yang termasuk koloid. Koloid bisa terbuat dari zat padat, cair maupun gas. Oleh karena itu, terdapat beberapa jenis koloid. Jenis-jenis koloid berdasarkan fase terdispersi maupun medium pendispersinya secara sistematis dapat dilihat pada tabel berikut:

Sifat Koloid

Koloid memiliki sifat-sifat khas yang membedakannya dengan larutan dan suspensi. Sifat-sifat tersebut antara lain efek Tyndall, gerak Brown, adsorpsi, elektroforesis, koagulasi, koloid pelindung, dan lain sebagainya.

a. Efek Tyndall

ketika seberkas cahaya diarahkan pada larutan, cahaya akan diteruskan. Namun, ketika berkas cahaya diarahkan pada koloid, cahaya tersebut akan dihamburkan. Efek pengamburan cahaya oleh partikel koloid dinamakan efek Tyndall. Fenomena efek Tyndall dikemukakan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika dari inggris.

Ketika cahaya melewati medium yang mengandung partikel ukuran kurang dari 10^-9m, maka berkas cahay tersebut tidak dapat dideteksi dari medium tersebut yang disebut optically clear. Namun, ketika berkas cahaya melewati partikel koloid, maka sebagian cahaya akan dihamburkan dan sebagian lagi akan diteruskan dalam intensitas yang rendah. Koloid dapat menghamburkan cahaya karena ukuran partikel koloid hampir sama dengan panjang gelombang cahaya tampak (400-750 nm). 

Dalam kehidupan sehari-hari, efek ini dapat diamati pada bioskop. Asap mengepul akan membuat cahaya proyektor lebih terang. Selain itu, pada daerah berkabut, sorot lampu mobil akan terlihat lebih jelas. Sinar matahari yang masuk melalui celah akan membuat partikel debu tampak lebih jelas.

b. Gerak Brown

Secara mikroskopis, partikel-partikel koloid bergerak secara acak dengan jalur patah-patah (zig-zag) dalam medium pendispersi. Gerak ini terjadi akibat tumbukan yang tidak seimbang antara partikel koloid dengan medium pendispersi. Gerak acak partikel koloid ini dinamakan gerak Brown. Gerak Brown membantu menstabilkan koloid sehingga tidak terjadi pemisahan antara partikel terdispersi dan medium pendispersi oleh pengaruh gaya gravitasi.

Fenomena gerak Brown diamati pertama kali oleh ilmuwan biologi Inggris bernama Robert Brown pada tahun 1827. Saat itu, Brown sedang mengamati pergerakan butir-butir sari tumbuhan pada permukaan air dengan menggunakan mikroskop ultra.

c. Adsorpsi

Partikel koloid memiliki sifat adsorpsi yaitu mampu menyerap zat atau ion yang ada di sekitarnya. Adsorpsi mengacu pada penyerapan pada permukaan partikel. Jika proses penyerapan sampai ke bawah permukaan, maka disebut absorpsi. Ukuran partikel koloid kecil sehingga permukaannya luas dan menyebabkan kemampuan adsorpsinya besar. Jenis muatan tergantung pada muatan ion-ion yang diserap. Sol Fe(OH)₃ dalam air bermuatan positif karena mengadsorpsi ion-ion positif, sedangkan Sol As₂S₃ bermuatan negatif karena mengadsorpsi ion-ion negatif.

Sifat adsorpsi koloid dimanfaatkan pada proses pemutihan gula tebu, pembuatan obat norit, dan Penjernihan air. Warna merah gula tebu diadsorpsi oleh tanah Diatom. Caranya dengan melarutkan gula pada air kemudian larutan dialirkan melalui tanah diatom.

Proses penjernihan air diawali dengan mengalirkan air ke atas tumpukan pasir. Pasir ini berfungsi sebagai penyaring kotoran-kotoran yang besar. Kemudian, menambahkan tawas atau alumunium sulfat pada air yang akan dijernihkan. Tawas akan menyerap polutan air. Jika pencemaran airnya sangat tinggi, maka terkadang ditambahkan karbon aktif. Setelah air yang didapat cukup jernih dilakukan penambahan kaporit (sebagai disinfektan) untuk membunuh kuman penyakit dan kapur tohor untuk menaikan pH air akibat penambahan tawas.

d. Elektroforesis

Koloid dapat bermuatan listrik karena mampu mengadsorpsi ion-ion di sekitarnya. Bila koloid yang bermuatan ditempatkan pada Medan listrik, maka partikel tersebut akan bergerak ke salah satu elektroda tergantung jenis muatannya. Fenomena bergeraknya partikel koloid akibat pengaruh Medan listrik disebut elektroforesis.

Partikel koloid bermuatan negatif akan bergerak menuju elektroda positif, demikian juga sebaliknya partikel bermuatan positif akan bergerak menuju elektroda negatif. Sesampainya di elektroda negatif akan terjadi penetralan muatan dan koloid akan menggumpal.

Sifat elektroforesis dimanfaatkan pada usaha pengurangan limbah asap pabrik. Cerobong asap pabrik dipasangi lempeng logam yang bermuatan listrik. Hal ini bertujuan untuk menarik debu kemudian menggumpalkannya.

e. Koagulasi

Partikel-partikel koloid bersifat stabil karena memiliki muatan listrik yang sejenis. Apabila muatan listrik tersebut hilang, partikel-partikel koloid akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan ini disebut flokulasi dan gumpalannya disebut flok. Gumpalan ini akan mengendap akibat pengaruh gravitasi. Proses penggumpalan partikel-partikel koloid disebut koagulasi.

Penggumpalan partikel koloid dapat dilakukan secara mekanis, fisis, dan kimia. Cara mekanis dilakukan pemanasan, pengadukan, dan pendinginan. Pada proses ini jumlah air atau ion di sekeliling koloid akan berkurang kemudian mengendap. Contohnya, merebus telur mentah di dalan air lama-kelamaan telur akan menggumpal dan koloid agar-agar dalam air akan menggumpal bila dipanaskan. Penggumpalan koloid dengan cara fisis dilakukan dengan alat cottrel. Alat ini biasanya dipasang pada cerobong asap di industri-industri besar untuk mengurangi pencemaran asap atau debu yang berbahaya serta untuk memperoleh debu yang berharga, misalnya debu logam. Asap atau debu sebelum meninggalkan cerobong pabrik dialirkan melalui ujung-ujung logam tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi. Ujung logam itu akan mengionkan molekul-molekul dalam udara. Ion tersebut diadsorpsi oleh partikel asap dan menjadi bermuatan. Selanjutnya partikel bermuatan itu akan tertarik dan diikat oleh elektroda. Elektroda mengikat koloid yang berlawanan muatan. Hasilnya didapat gas buangan yang bebas dari asap. Adapun elektroda bila sudah penuh dapat dibersihkan.

Penggumpalan koloid secara kimia dilakukan dengan penambahan elektrolit (asam, basa, garam) berbeda muatan ke dalan koloid. Koloid bermuatan negatif akan menarik ion positif (kation), sedangkan koloid positif akan menarik ion negatif (anion). Ion-ion tersebut akan membentuk lapisan selubung lapis kedua. Apabila selubung lapis kedua terlalu dekat, maka selubung itu akan menetralkan muatan koloid sehingga makin cepat terjadi koagulasi. Contoh penggumpalan dengan metode ini yaitu penambahan asam format atau cuma pada getah karet (lateks) sehingga terjadi koagulasi. Air sungai yang bercampur dengan elektrolit NaCl dan garam-garam dari air laut akan membentuk endapan delta di muara sungai. Proses penjernihan air dengan menambahkan tawas juga termasuk penerapan sifat koagulasi. Tawas mengandung elektrolit Al₂(SO₄)₃ yang berisi ion Al³⁺. Ion ini dapat menggumpalkan partikel koloid dalan air karena lumpur merupakan koloid bermuatan negatif.

f. Koloid Pelindung

Koloid pelindung adalah koloid yang sengaja dicampurkan ke dalam koloid lain untuk menghasilkan kestabilan. Koloid pelindung akan membentuk lapisan di sekeliling partikel koloid sehingga melindungi muatan partikel-partikel koloid tersebut. Contohnya penambahan gelatin pada es krim agar dihasilkan es krim yang lembut dan tidak mengkristal. Pada susu juga terdapat kasein yang mencegah susu menggumpal. Oleh karena itu, susu yang basi (rusak) ditandai dengan terjadi penggumpalan. Mentega dilindungi oleh koloid pelindung berupa lesitin yang mencegah penggumpalan lemak. Tinta dan cat dilindungi oleh koloid berupa minyak silikon agar keduanya bertahan lebih lama.

Koloid pelindung pada emulsi dinamakan emulgator. Emulgator akan menarik kedua cairan sehingga membentuk emulsi. Contoh emulgator adalah sabun atau deterjen untuk mengemulsikan minyak dan air.

g. Dialisis

‌Dialisis adalah pemurnian sistem koloid dari ion-ion yang bisa mengganggu kestabilannya. Koloid yang akan dimurnikan dimasukkan ke kantong yang terbuat dari selaput semipermeabel yaitu selaput yang hanya dapat dilewati oleh partikel ion dan tidak dapat dilewati molekul koloid. Selaput semipermeabel bisa berupa kertas perkamen, selipan, atau kolodion.

‌kantok koloid dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air mengalir. Ion-ion dalan koloid akan keluar dari kantong dan keluar dari bejana, sedangkan koloid tertinggal dalam kantong. Proses dialisis bisa dipercepat jika di dalan bejana diberikan arus listrik. Proses ini dinamakan elektrodialisis.

‌konsep dialisis diadaptasi untuk membuat mesin dialisator bagi penderita gagal ginjal. Di dalam mesin ini terjadi dialisis berupa pemisahan kotoran hasil metabolisme dari darah. Fungsi kemudahan darah ini normalnya dilakukan oleh ginjal. Namun, pada penderita gagal ginjal, ginjalnya sudah tidak dapat melakukan fungsi ini. Oleh karena itu, fungsi ini digantikan oleh mesin dialisator.

‌h. Koloid Liofil dan Liofob

‌Koloid yang memiliki medium pendispersi berupa zat cair seperti sol cari dapat dibedakan menjadi berikut.

‌1) Koloid Liofil (suka cairan)

‌Koloid Liofil adalah koloid yang terdapat gaya tarik-menarik cukup besar antara fase terdispersi dan medium pendispersinya. Sol Liofil lebih kental dari medium pendispersinya dan tidak akan mengalami penggumpalan bila ditambahkan sedikit elektrolit. Oleh karena itu, koloid dari sok Liofil lebih stabil jika dibandingkan dengan koloid Liofob.

‌Zat terdispersi dariwol Liofil dapat dipisahkan dari medium pendispersinya, dengan cara penguapan atau pengendapan. Koloid yang sudah dipisahkan dapat kembali menjadi sol Liofil dengan menambahkan air lagu sebagai medium pendispersi. Jadi, pembentukan sil Liofil bersifat reversible. Contoh sol Liofil adalah agar-agar, susu, sabun, deterjen, dan dispersi kanji.

‌2) Koloid Liofob (tidak suka cairan)

‌Koloid Liofob yang memiliki gaya tarik-menarik lemah atau bahkan tidak ada gaya tarik-menarik antara fase terdispersi dan medium pendispersinya. Koloid Liofob berbeda dengan koloid Liofil. Jika medium pendispersi dari sok Liofob diuapkan atau digumpalkan dengan larutan elektrolit sampai zat terdispersi terpisah dari medium pendispersi maka tidak akan dapat membentuk sol liofob lagi walaupun ditambah air sebagai medium pendispersinya. Eh karena itu, sol liofob bersifat irreversible. Contoh Liofob adalah sol belerang dan sol emas.

Previous

Next